JP7309726B2 - sealing material - Google Patents

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Description

本発明は、シール材に関するものである。 The present invention relates to sealing materials.

従来、半導体製造装置、半導体搬送装置、液晶製造装置、真空機器等で使用されるOリング等のシール材には、耐プラズマ性、耐熱性、クリーン性、耐薬品性等が求められている。そして、当該シール材としては、フッ素ゴムが多く使用されている。 Conventionally, sealing materials such as O-rings used in semiconductor manufacturing equipment, semiconductor transfer equipment, liquid crystal manufacturing equipment, vacuum equipment, etc. are required to have plasma resistance, heat resistance, cleanliness, chemical resistance, and the like. Fluororubber is often used as the sealing material.

一般に、ゴム材料は、シールすべき金属表面に固着しやすいので、開閉が頻繁に行われる装置においては、装置の正常動作を阻害する等の問題が生じ易い。また、メンテナンス時においては、シール材が剥がせないほど強く金属表面に固着しており、これを無理に剥がそうとすると、ゴム粉がこすれ落ち、装置の不具合を引き起こす等の問題もある。このような、金属表面への固着の問題は、表面エネルギーが低いフッ素ゴムからなるシール材においても同様に生じており、上記に挙げた装置等では高真空、高温に晒されることから金属表面への固着の問題は顕著になっている。 In general, rubber materials tend to adhere to the metal surfaces to be sealed, and therefore problems such as hindrance to normal operation of devices that are frequently opened and closed are likely to occur. In addition, during maintenance, the sealing material adheres to the metal surface so strongly that it cannot be peeled off, and if the sealing material is forcibly removed, the rubber dust rubs off, causing problems such as malfunction of the device. Such a problem of adhesion to metal surfaces also occurs in sealing materials made of fluororubber, which has a low surface energy. The sticking problem has become prominent.

そこで近年、金属表面に固着し難い、即ち、金属表面に対する非固着性に優れたシール材の開発が盛んに行なわれている。例えば特許文献1では、表面がフッ素化処理されたフッ素ゴム成形体であって、表面の[酸素原子/フッ素原子]の原子個数比および[C-H結合/C-F結合]の結合数比がそれぞれ所定値以下であり、かつ、ヘリウムリーク試験開始3分後のリーク量が所定値以下であることを特徴とするフッ素ゴム成形体が、金属表面への非固着性に優れるとともに、適度の柔軟性が付与されて優れたシール性も発揮し得ることが開示されている。Therefore, in recent years, efforts have been actively made to develop sealing materials that are difficult to adhere to metal surfaces, that is, have excellent non-adherence to metal surfaces. For example, in Patent Document 1, a fluororubber molded article having a fluorinated surface is disclosed, in which the atomic number ratio of [oxygen atoms/fluorine atoms] and the number of bonds of [C-H bonds/C- F2 bonds] on the surface The fluororubber molded product, which is characterized in that the ratio is each a predetermined value or less, and that the leak amount after 3 minutes from the start of the helium leak test is a predetermined value or less, is excellent in non-adherence to the metal surface, and moderately It is disclosed that the flexibility is imparted and excellent sealability can also be exhibited.

特開2008-138107号公報JP 2008-138107 A

しかしながら、上記従来技術のフッ素ゴム成形体からなるシール材には、金属表面に対する非固着性に依然として改善の余地があった。 However, there is still room for improvement in the non-adhesiveness to metal surfaces of the above-mentioned conventional sealing materials made of fluororubber moldings.

そこで、本発明は、金属表面に対する非固着性に優れたシール材を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealing material that is excellent in non-adherence to metal surfaces.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が所定値以下であるゴム架橋物からなるシール材が、金属表面に対する非固着性に優れていることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have made intensive studies to achieve the above object. Then, the present inventors crosslinked a crosslinkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol crosslinking agent, and in contact with a metal surface, a predetermined The present inventors have found that a sealing material made of a cross-linked rubber having a fixed strength to the metal surface after being heated under certain conditions is excellent in non-sticking to the metal surface, and completed the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のシール材は、ゴム架橋物からなるシール材であって、前記ゴム架橋物は、2元系フッ素ゴムと、炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、前記炭素材料はカーボンナノチューブを含み、金属表面と接触した状態で、250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の前記金属表面に対する固着力が2N以下であることを特徴とする。このように、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が上記所定値以下であるゴム架橋物からなるシール材であれば、金属表面に対して優れた非固着性を発揮することができる。
なお、本発明において、「金属表面と接触した状態で、250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の前記金属表面に対する固着力」は、本明細書の実施例に記載の方法により求めることができる。
That is, an object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems. A crosslinkable rubber composition comprising a rubber, a carbon material, and a polyol crosslinking agent is crosslinked, the carbon material containing carbon nanotubes, and after being heated at 250° C. for 70 hours in contact with a metal surface. The adhesion force of the rubber crosslinked product to the metal surface is 2 N or less. Thus, a crosslinkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol crosslinking agent is crosslinked, and heated under predetermined conditions while in contact with a metal surface. A sealing material made of a cross-linked rubber having a fixing force to the metal surface after being cured is equal to or less than the predetermined value can exhibit excellent non-sticking property to the metal surface.
In the present invention, the "fixing force of the crosslinked rubber to the metal surface after being heated at 250°C for 70 hours in contact with the metal surface" is determined by the method described in the Examples of the present specification. can ask.

ここで、前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが0.5以上であることが好ましい。前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが上記所定の値以上であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。
なお、本発明において、「前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Ca」は、本明細書の実施例に記載の方法により求めることができる。
Here, the ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product is preferably 0.5 or more. If the ratio Cs/Ca of the concentration Cs of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber product to the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber product is equal to or greater than the predetermined value, the non-sticking property of the sealing material to the metal surface is improved. can be further increased.
In the present invention, the "ratio Cs/Ca between the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product and the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product" is determined by the method described in the examples of the present specification. can be obtained by

また、前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが1超8以下であることが好ましい。前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが上記所定の範囲内であれば、シール材の強度を十分に高く確保しつつ、シール材の金属表面に対する非固着性を一層高めることができる。 Further, the ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product is preferably more than 1 and 8 or less. If the ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product is within the predetermined range, the strength of the sealing material is sufficiently high. At the same time, the non-adherence of the sealing material to the metal surface can be further enhanced.

さらに、本発明のシール材は、通常、金属表面と密着する環境下で使用される。 Furthermore, the sealing material of the present invention is usually used in an environment where it is in close contact with a metal surface.

また、本発明のシール材は、前記2元系フッ素ゴムがビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体であり、前記ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体中のフッ素含有量が65質量%以上70質量%以下であることが好ましい。前記2元系フッ素ゴムがビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体であり、前記ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体中のフッ素含有量が上記所定の範囲内であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the binary fluororubber is a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and the fluorine content in the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is 65% by mass or more. It is preferably 70% by mass or less. If the binary fluororubber is a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer and the fluorine content in the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is within the predetermined range, the metal of the sealing material The non-sticking property to the surface can be further enhanced.

さらに、本発明のシール材は、前記炭素材料がカーボンブラックを含み、前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンブラックの含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して5質量部以上40質量部以下であることが好ましい。前記炭素材料がカーボンブラックを含み、前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンブラックの含有量が、上記所定の範囲内であれば、得られるシール材のシール性を十分に高く確保しつつ、シール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the carbon material contains carbon black, and the content of the carbon black in the crosslinkable rubber composition is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. It is preferably 40 parts by mass or less. When the carbon material contains carbon black, and the content of the carbon black in the crosslinkable rubber composition is within the above-described predetermined range, the obtained sealing material can have a sufficiently high sealing property and can be sealed. The compression set resistance of the material can be increased.

また、本発明のシール材は、前記ゴム架橋物に含まれる前記炭素材料の表面積Sが5(m/g)以上であることが好ましい。前記表面積Sが上記範囲内であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。
ここで、本発明において、「ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積S」は下記の算出方法により求めることができる。即ち、ゴム架橋物が炭素材料C~C(C~Cはそれぞれ異なる炭素材料;nは1以上の整数)を含む場合において、炭素材料C~CのBET比表面積をそれぞれS~S(m/g)とし、ゴム架橋物全量A(g)中の炭素材料C~Cの含有量をそれぞれR~R(g)としたとき、「ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積S」は下記の式(1)により算出することができる。なお、本発明において、「BET比表面積」とは、BET法を用いて測定した窒素吸着比表面積を指す。
S=Σ〔S×(R/A)〕(m/g)〔iは1以上n以下の整数〕・・・(1)
ただし、例えば、各炭素材料CのBET比表面積S(m/g)および/またはゴム架橋物中の含有量R(g)が不明である場合は、ゴム架橋物に含まれる炭素材料が1種類(C)のみであるとみなし、下記の方法により求めたS(m/g)およびR(g)を上記式(1)に適用して、Sを算出することもできる。即ち、ゴム架橋物を加熱炉にて窒素雰囲気下600℃まで加熱し、加熱炉を400℃まで冷却した後、空気または酸素雰囲気下に切り替え、任意の温度まで加熱し、熱分解によって生成した炭素質残渣を除去することで得られた炭素材料Cの試料を用いて、BET比表面積S(m/g)を測定することができる。また、ゴム架橋物中の炭素材料Cの含有量R(g)は、JIS K6226-2:2003に準拠して測定することができる。
Further, in the sealing material of the present invention, it is preferable that the surface area S of the carbon material contained in the rubber crosslinked product is 5 (m 2 /g) or more. If the surface area S is within the above range, the non-adherence of the sealing material to the metal surface can be further enhanced.
Here, in the present invention, the "surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber" can be obtained by the following calculation method. That is, when the rubber crosslinked product contains carbon materials C 1 to C n (C 1 to C n are different carbon materials; n is an integer of 1 or more), the BET specific surface areas of the carbon materials C 1 to C n are S 1 to S n (m 2 /g), and the contents of the carbon materials C 1 to C n in the total amount A (g) of the crosslinked rubber are R 1 to R n (g), respectively. The surface area S of the carbon material contained in the object can be calculated by the following formula (1). In the present invention, the "BET specific surface area" refers to the nitrogen adsorption specific surface area measured using the BET method.
S=Σ[S i ×(R i /A)](m 2 /g) [i is an integer of 1 or more and n or less] (1)
However, for example, when the BET specific surface area S i (m 2 /g) of each carbon material C i and/or the content R i (g) in the crosslinked rubber is unknown, the carbon contained in the crosslinked rubber Assuming that there is only one material (C 1 ), S 1 (m 2 /g) and R 1 (g) obtained by the following method are applied to the above formula (1) to calculate S can also That is, the rubber crosslinked product is heated in a heating furnace to 600°C under a nitrogen atmosphere, the heating furnace is cooled to 400°C, then switched to an air or oxygen atmosphere, heated to an arbitrary temperature, and carbon generated by thermal decomposition A BET specific surface area S 1 (m 2 /g) can be measured using a sample of the carbon material C 1 obtained by removing the residual residue. Also, the content R 1 (g) of the carbon material C 1 in the crosslinked rubber can be measured according to JIS K6226-2:2003.

さらに、本発明のシール材は、前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブを含むことが好ましい。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブを含めば、シール材の金属表面に対する非固着性を一層高めることができる。 Furthermore, in the sealing material of the present invention, the carbon nanotubes preferably include single-walled carbon nanotubes. If the carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes, the non-adherence of the sealing material to the metal surface can be further enhanced.

また、本発明のシール材は、前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンナノチューブの含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上4質量部以下であることが好ましい。前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンナノチューブの含有量が、上記所定の範囲内であれば、シール材の耐圧縮永久歪み性を十分に高く確保しつつ、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the content of the carbon nanotubes in the crosslinkable rubber composition is 0.1 parts by mass or more and 4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. is preferred. If the content of the carbon nanotubes in the crosslinkable rubber composition is within the above-described predetermined range, the sealing material will not stick to the metal surface while ensuring sufficiently high compression set resistance of the sealing material. can be further increased.

さらに、本発明のシール材は、前記ポリオール架橋剤がポリヒドロキシ芳香族化合物であることが好ましい。前記ポリオール架橋剤がポリヒドロキシ芳香族化合物であれば、シール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the polyol cross-linking agent is preferably a polyhydroxyaromatic compound. If the polyol cross-linking agent is a polyhydroxyaromatic compound, the compression set resistance of the sealing material can be enhanced.

また、本発明のシール材は、前記架橋性ゴム組成物中の前記ポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して10質量部以下であることが好ましい。前記架橋性ゴム組成物中の前記ポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量が、上記所定以下であれば、シール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the content of the polyhydroxyaromatic compound in the crosslinkable rubber composition is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. When the content of the polyhydroxyaromatic compound in the crosslinkable rubber composition is equal to or less than the predetermined amount, the compression set resistance of the sealing material can be further enhanced.

さらに、本発明のシール材は、前記架橋性ゴム組成物が架橋促進剤を更に含むことが好ましい。前記架橋性ゴム組成物が架橋促進剤を更に含めば、シール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。 Furthermore, in the sealing material of the present invention, it is preferable that the crosslinkable rubber composition further contains a crosslinking accelerator. If the crosslinkable rubber composition further contains a crosslinking accelerator, the compression set resistance of the sealing material can be enhanced.

また、本発明のシール材は、前記架橋促進剤が、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、前記架橋性ゴム組成物中の前記架橋促進剤の含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましい。前記架橋促進剤が、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、前記架橋性ゴム組成物中の前記架橋促進剤の含有量が上記所定の範囲内であれば、シール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the cross-linking accelerator contains at least one selected from the group consisting of ammonium salts, phosphonium salts, and amine compounds, and the cross-linking accelerator in the cross-linkable rubber composition The content is preferably 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. The cross-linking accelerator contains at least one selected from the group consisting of ammonium salts, phosphonium salts, and amine compounds, and the content of the cross-linking accelerator in the cross-linkable rubber composition is within the predetermined range. If there is, the compression set resistance of the sealing material can be further enhanced.

さらに、本発明のシール材は、前記架橋性ゴム組成物が受酸剤を更に含むことが好ましい。前記架橋性ゴム組成物が受酸剤を更に含めば、シール材の金属表面に対する非固着性および耐圧縮永久歪み性を高めることができる。 Furthermore, in the sealing material of the present invention, the crosslinkable rubber composition preferably further contains an acid acceptor. If the crosslinkable rubber composition further contains an acid-accepting agent, the non-sticking property and compression set resistance of the sealing material to the metal surface can be enhanced.

また、本発明のシール材は、前記受酸剤が酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムを含むことが好ましい。前記受酸剤が酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムを含めば、シール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 Further, in the sealing material of the present invention, the acid acceptor preferably contains magnesium oxide and calcium hydroxide. If the acid acceptor contains magnesium oxide and calcium hydroxide, the compression set resistance of the sealing material can be further enhanced.

さらに、本発明のシール材は、前記ゴム架橋物の表面抵抗率が1×10Ω/sq.以下であることが好ましい。前記ゴム架橋物の表面抵抗率が上記所定以下であれば、シール材は導電性に優れ、異物の付着等の静電気による障害を良好に防止することができる。
なお、本発明において、「ゴム架橋物の表面抵抗率」は、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
Further, in the sealing material of the present invention, the surface resistivity of the crosslinked rubber is 1×10 8 Ω/sq. The following are preferable. When the surface resistivity of the crosslinked rubber is not more than the predetermined value, the sealing material is excellent in conductivity and can satisfactorily prevent obstacles caused by static electricity such as adhesion of foreign matter.
In addition, in the present invention, the "surface resistivity of the crosslinked rubber" can be measured by the method described in the examples of the present specification.

また、本発明のシール材は、250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の圧縮永久歪み率が80%以下であることが好ましい。250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の圧縮永久歪み率が上記所定以下であれば、シール材は耐圧縮永久歪み性に優れるため、長期に亘って良好なシール性を維持することができる。
なお、本発明において、「250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の圧縮永久歪み率」は、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
In the sealing material of the present invention, the compression set of the crosslinked rubber after being heated at 250° C. for 70 hours is preferably 80% or less. If the compression set rate of the crosslinked rubber after being heated at 250° C. for 70 hours is not more than the predetermined value, the sealing material is excellent in compression set resistance, and thus maintains good sealing properties over a long period of time. be able to.
In the present invention, "the compression set rate of the crosslinked rubber after being heated at 250°C for 70 hours" can be measured by the method described in the Examples of the present specification.

本発明によれば、金属表面に対する非固着性に優れたシール材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing material excellent in non-adherence with respect to the metal surface can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(シール材)
本発明のシール材は、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が所定値以下であるゴム架橋物からなることを特徴とする。このようなシール材は、金属表面に対して優れた非固着性を発揮することができる。
(Seal material)
The sealing material of the present invention is obtained by cross-linking a cross-linkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol cross-linking agent, and is in contact with a metal surface under predetermined conditions. It is characterized by being made of a rubber cross-linked product having a fixing force to the metal surface after being heated under the environment of a predetermined value or less. Such a sealing material can exhibit excellent non-adherence to metal surfaces.

ここで、本発明のシール材が金属表面に対して優れた非固着性を発揮することができる理由は、明らかではないが、カーボンナノチューブを含有する炭素材料のラジカル捕捉効果により、2元系フッ素ゴムの熱劣化が抑制されたことで、金属表面と劣化した2元系フッ素ゴムとの間の化学結合形成が抑制されたためと推察される。 Here, the reason why the sealing material of the present invention can exhibit excellent non-adhesiveness to the metal surface is not clear, but due to the radical scavenging effect of the carbon material containing the carbon nanotube, the binary fluorine It is presumed that the formation of chemical bonds between the metal surface and the deteriorated binary fluororubber was suppressed because the heat deterioration of the rubber was suppressed.

本発明のシール材の用途は特に限定されないが、通常、本発明のシール材は金属表面と密着する環境下で使用される。具体的に、本発明のシール材は、半導体製造装置、半導体搬送装置、液晶製造装置、真空機器等に用いるシール材として良好に使用することができる。そして、本発明のシール材は、金属表面と密着する環境下で使用されたとしても、金属表面に固着し難いため、長寿命であり、再利用性に優れる。さらに、本発明のシール材は、金属表面に固着し難く、金属表面から容易に剥がせるため、部品交換等の作業時間を短縮することができる。また、本発明のシール材は、金属表面に固着し難く、シール材を金属表面から剥がした際に母材破壊が生じ難いため、シール材由来のゴム架橋物の一部が金属表面に残存して汚染が発生することを良好に防止することができる。したがって、本発明のシール材を取り付けた装置および機器等は、メンテナンス性に優れている。
また、本発明のシール材を、各種装置等における回転運動、往復運動、および繰り返し着脱等をする可動部に使用した場合、シール材が当該可動部の金属表面に固着することによる動作上の問題が発生し難い。したがって、本発明のシール材を用いれば、上述した可動部を安定的に制御することができる。
The use of the sealing material of the present invention is not particularly limited, but usually the sealing material of the present invention is used in an environment in which it is in close contact with a metal surface. Specifically, the sealing material of the present invention can be favorably used as a sealing material for use in semiconductor manufacturing equipment, semiconductor transport equipment, liquid crystal manufacturing equipment, vacuum equipment, and the like. Further, even if the sealing material of the present invention is used in an environment in which it is in close contact with a metal surface, it is difficult to adhere to the metal surface, so it has a long life and is excellent in reusability. Furthermore, since the sealing material of the present invention does not adhere easily to the metal surface and can be easily peeled off from the metal surface, it is possible to shorten the work time for part replacement and the like. In addition, since the sealing material of the present invention is difficult to adhere to the metal surface and the base material is unlikely to break when the sealing material is peeled off from the metal surface, part of the rubber cross-linked product derived from the sealing material remains on the metal surface. It is possible to satisfactorily prevent contamination from occurring. Therefore, devices, equipment, etc. to which the sealing material of the present invention is attached are excellent in maintainability.
In addition, when the sealing material of the present invention is used in a movable part that rotates, reciprocates, and repeatedly attaches and detaches in various devices, the sealing material adheres to the metal surface of the movable part, resulting in operational problems. is unlikely to occur. Therefore, by using the sealing material of the present invention, it is possible to stably control the above-described movable portion.

本発明のシール材は、用途に応じた任意の形状を有し得る。そして、本発明のシール材は、具体的には、Oリング、パッキン、およびガスケットなどのシール材である。 The sealing material of the present invention can have any shape depending on the application. Further, the sealing materials of the present invention are specifically sealing materials such as O-rings, packings, and gaskets.

<ゴム架橋物>
本発明のシール材に用いられるゴム架橋物は、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋して得られる。そして、上記ゴム架橋物は、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が所定値以下である。
<Rubber cross-linked product>
The cross-linked rubber used in the sealing material of the present invention is obtained by cross-linking a cross-linkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol cross-linking agent. Further, the crosslinked rubber product has a fixing force to the metal surface after being heated under predetermined conditions while being in contact with the metal surface, and has a predetermined value or less.

<<架橋性ゴム組成物>>
架橋性ゴム組成物は、架橋可能なゴム組成物であり、上述したゴム架橋物を製造する際に用いられる。そして、架橋性ゴム組成物は、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む。なお、架橋性ゴム組成物は、上記成分以外に、ゴムの加工分野において通常使用される配合剤を含んでいてもよい。
<<Crosslinkable Rubber Composition>>
A crosslinkable rubber composition is a rubber composition that can be crosslinked, and is used when producing the above-described crosslinked rubber product. The crosslinkable rubber composition includes a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol crosslinker. In addition to the above components, the crosslinkable rubber composition may contain compounding agents commonly used in the field of rubber processing.

[2元系フッ素ゴム]
2元系フッ素ゴムは、フッ素含有単量体に由来する構造単位を含有し、且つ、2元共重合体からなるゴムである。そして、架橋性組成物が2元系フッ素ゴムを含むことにより、良好な耐熱性および耐圧縮永久歪み性を有するゴム架橋物およびシール材を得ることができる。
ここで、2元系フッ素ゴムの具体例としては、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-プロピレン共重合体などが挙げられる。中でも、シール材の金属表面に対する非固着性を高める観点から、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いることが好ましい。
[Binary fluororubber]
A binary fluororubber is a rubber containing a structural unit derived from a fluorine-containing monomer and composed of a binary copolymer. By including the binary fluororubber in the crosslinkable composition, it is possible to obtain a rubber crosslinked product and a sealing material having good heat resistance and compression set resistance.
Here, specific examples of binary fluororubbers include tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoro Examples include ethylene-propylene copolymers. Among them, it is preferable to use a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer from the viewpoint of enhancing the non-adherence of the sealing material to the metal surface.

そして、2元系フッ素ゴムとしてビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いる場合、当該ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体中のフッ素含有量が65質量%以上70質量%以下であることが好ましい。ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体中のフッ素含有量が上記所定の範囲内であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。 When a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is used as the binary fluororubber, the fluorine content in the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is 65% by mass or more and 70% by mass or less. is preferred. If the fluorine content in the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is within the above-specified range, the non-sticking property of the sealing material to the metal surface can be further enhanced.

なお、市販されている2元系フッ素ゴムとしては、ケマーズ社製の「Viton A200」、「VITON A500」、「Viton A700」、「Viton AHV」、「Viton AL300」、「Viton AL600」(ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体)などや、ダイキン工業社製の「ダイエル G-701」、「ダイエル G-702」、「ダイエル G-716」、「ダイエル G-751」、「ダイエル G-755」などや、住友3M社製の「ダイニオン FC-2145」、「ダイニオン FC-2230」、「FC-2178」などや、ソルベイ社製の「テクノフロン N215/U」、「テクノフロン N535」、「テクノフロン N935」、「テクノフロン N60HS」、「テクノフロン N90HS」などを好適に用いることができる。 Commercially available binary fluororubbers include "Viton A200", "VITON A500", "Viton A700", "Viton AHV", "Viton AL300", and "Viton AL600" (vinylidene fluoro rubber) manufactured by Chemours. Ride-Hexafluoropropylene copolymer), etc., and "DAI-EL G-701", "DAI-EL G-702", "DAI-EL G-716", "DAI-EL G-751", "DAI-EL G-755" manufactured by Daikin Industries, Ltd. ”, Sumitomo 3M’s “Dynion FC-2145”, “Dynion FC-2230”, “FC-2178”, etc., and Solvay’s “Technoflon N215/U”, “Technoflon N535”, “ Technoflon N935", "Technoflon N60HS", "Technoflon N90HS" and the like can be preferably used.

[炭素材料]
架橋性ゴム組成物に用いられる炭素材料は、カーボンナノチューブを含み、任意に、カーボンナノチューブ以外のその他の炭素材料を含む。
[Carbon material]
Carbon materials used in the crosslinkable rubber composition include carbon nanotubes, and optionally other carbon materials other than carbon nanotubes.

-カーボンナノチューブ-
カーボンナノチューブ(CNT)としては、特に限定されることなく、単層カーボンナノチューブおよび/または多層カーボンナノチューブを用いることができるが、CNTは、単層から5層までのカーボンナノチューブであることが好ましく、単層カーボンナノチューブであることがより好ましい。カーボンナノチューブの層数が少ないほど、配合量が少量であっても、ゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性等の特性が向上するからである。
-carbon nanotube-
Carbon nanotubes (CNTs) are not particularly limited, and single-walled carbon nanotubes and/or multi-walled carbon nanotubes can be used. CNTs are preferably single-walled to five-walled carbon nanotubes, Single-walled carbon nanotubes are more preferred. This is because the smaller the number of carbon nanotube layers, the better the properties of the crosslinked rubber and the sealing material, such as non-adhesiveness to the metal surface, even if the blending amount is small.

また、カーボンナノチューブの平均直径は、1nm以上であることが好ましく、60nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることが更に好ましい。CNTの平均直径が1nm以上であれば、CNTの分散性を高め、ゴム架橋物およびシール材に金属表面に対する非固着性等の特性を安定的に付与することができる。また、CNTの平均直径が60nm以下であれば、少ない配合量であっても、ゴム架橋物およびシール材に金属表面に対する非固着性等の特性を効率的に付与することができる。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブの平均直径」は、透過型電子顕微鏡(TEM)画像上で、例えば、100本のCNTについて直径(外径)を測定し、個数平均値を算出することで求めることができる。
The average diameter of the carbon nanotubes is preferably 1 nm or more, preferably 60 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. When the average diameter of the CNTs is 1 nm or more, the dispersibility of the CNTs can be enhanced, and properties such as non-adherence to metal surfaces can be stably imparted to the crosslinked rubber and the sealing material. Moreover, if the average diameter of the CNTs is 60 nm or less, it is possible to efficiently impart properties such as non-sticking properties to the metal surface to the crosslinked rubber and the sealing material even when the amount of the CNTs is small.
In the present invention, the "average diameter of carbon nanotubes" is obtained by measuring the diameter (outer diameter) of, for example, 100 CNTs on a transmission electron microscope (TEM) image and calculating the number average value. can ask.

また、カーボンナノチューブとしては、平均直径(Av)に対する、直径の標準偏差(σ:標本標準偏差)に3を乗じた値(3σ)の比(3σ/Av)が0.20超0.60未満のCNTを用いることが好ましく、3σ/Avが0.25超のCNTを用いることがより好ましく、3σ/Avが0.40超のCNTを用いることが更に好ましい。3σ/Avが0.20超0.60未満のCNTを使用すれば、ゴム架橋物およびシール材の性能を更に向上させることができる。
なお、CNTの平均直径(Av)および標準偏差(σ)は、CNTの製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られたCNTを複数種類組み合わせることにより調整してもよい。
In addition, for carbon nanotubes, the ratio (3σ) of the value (3σ) obtained by multiplying the standard deviation of the diameter (σ: sample standard deviation) by 3 to the average diameter (Av) (3σ/Av) is more than 0.20 and less than 0.60. of CNTs, more preferably 3σ/Av of more than 0.25, and even more preferably 3σ/Av of more than 0.40. Using CNTs with a 3σ/Av of more than 0.20 and less than 0.60 can further improve the performance of the rubber crosslinked product and the sealing material.
The average diameter (Av) and standard deviation (σ) of CNTs may be adjusted by changing the CNT production method and production conditions, or by combining multiple types of CNTs obtained by different production methods. You may

そして、カーボンナノチューブとしては、前述のようにして測定した直径を横軸に、その頻度を縦軸に取ってプロットし、ガウシアンで近似した際に、正規分布を取るものが通常使用される。 As the carbon nanotube, the diameter measured as described above is plotted on the horizontal axis and the frequency is plotted on the vertical axis, and when Gaussian approximation is performed, a normal distribution is usually used.

また、カーボンナノチューブは、平均長さが、10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、80μm以上であることがさらに好ましく、800μm以下であることが好ましく、700μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。CNTの平均長さが10μm以上であれば、少ない配合量でゴム架橋物およびシール材中において導電パスを形成でき、また、CNTの分散性を向上させることができる。そして、CNTの平均長さが800μm以下であれば、ゴム架橋物およびシール材の導電性を安定化させることができる。従って、CNTの平均長さを上記範囲内とすれば、ゴム架橋物およびシール材の表面抵抗率を十分に低下させることができる。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブ」の平均長さは、走査型電子顕微鏡(SEM)画像上で、例えば、100本のCNTについて長さを測定し、個数平均値を算出することで求めることができる。
In addition, the average length of the carbon nanotubes is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, even more preferably 80 μm or more, preferably 800 μm or less, and 700 μm or less. is more preferable, and 600 μm or less is even more preferable. If the average length of the CNTs is 10 μm or more, a conductive path can be formed in the crosslinked rubber and the sealing material with a small amount, and the dispersibility of the CNTs can be improved. And if the average length of CNT is 800 micrometers or less, the electroconductivity of a rubber crosslinked material and a sealing material can be stabilized. Therefore, if the average length of CNTs is within the above range, the surface resistivity of the crosslinked rubber and sealing material can be sufficiently reduced.
In the present invention, the average length of the "carbon nanotube" is obtained by measuring the length of 100 CNTs on a scanning electron microscope (SEM) image and calculating the number average value. can be done.

また、カーボンナノチューブは、BET比表面積が、200m/g以上であることが好ましく、400m/g以上であることがより好ましく、600m/g以上であることがさらに好ましく、2000m/g以下であることが好ましく、1800m/g以下であることがより好ましく、1600m/g以下であることがさらに好ましい。カーボンナノチューブのBET比表面積が200m/g以上であれば、カーボンナノチューブの分散性を高め、少ない配合量でゴム架橋物およびシール材の導電性等の特性を十分に高めることができる。また、カーボンナノチューブのBET比表面積が2000m/g以下であれば、ゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性等の特性を安定化させることができる。In addition, the carbon nanotubes preferably have a BET specific surface area of 200 m 2 /g or more, more preferably 400 m 2 /g or more, even more preferably 600 m 2 /g or more, and 2000 m 2 /g. It is preferably 1800 m 2 /g or less, more preferably 1600 m 2 /g or less. If the BET specific surface area of the carbon nanotubes is 200 m 2 /g or more, the dispersibility of the carbon nanotubes can be enhanced, and properties such as electrical conductivity of the crosslinked rubber and the sealing material can be sufficiently enhanced with a small compounding amount. Further, if the BET specific surface area of the carbon nanotube is 2000 m 2 /g or less, the properties of the crosslinked rubber and the sealing material such as non-sticking property to the metal surface can be stabilized.

また、カーボンナノチューブは、吸着等温線から得られるt-プロットが上に凸な形状を示すことが好ましい。なお、「t-プロット」は、窒素ガス吸着法により測定されたカーボンナノチューブの吸着等温線において、相対圧を窒素ガス吸着層の平均厚みt(nm)に変換することにより得ることができる。すなわち、窒素ガス吸着層の平均厚みtを相対圧P/P0に対してプロットした、既知の標準等温線から、相対圧に対応する窒素ガス吸着層の平均厚みtを求めて上記変換を行うことにより、カーボンナノチューブのt-プロットが得られる(de Boerらによるt-プロット法)。 In addition, the carbon nanotubes preferably show an upward convex shape in the t-plot obtained from the adsorption isotherm. The "t-plot" can be obtained by converting the relative pressure to the average thickness t (nm) of the nitrogen gas adsorption layer in the carbon nanotube adsorption isotherm measured by the nitrogen gas adsorption method. That is, the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer corresponding to the relative pressure is obtained from a known standard isotherm obtained by plotting the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer against the relative pressure P/P0, and the above conversion is performed. gives a t-plot of carbon nanotubes (t-plot method by de Boer et al.).

ここで、表面に細孔を有する物質では、窒素ガス吸着層の成長は、次の(1)~(3)の過程に分類される。そして、下記の(1)~(3)の過程によって、t-プロットの傾きに変化が生じる。
(1)全表面への窒素分子の単分子吸着層形成過程
(2)多分子吸着層形成とそれに伴う細孔内での毛管凝縮充填過程
(3)細孔が窒素によって満たされた見かけ上の非多孔性表面への多分子吸着層形成過程
Here, the growth of a nitrogen gas adsorption layer on a substance having pores on its surface is classified into the following processes (1) to (3). Then, the slope of the t-plot changes due to the following processes (1) to (3).
(1) Formation of a monomolecular adsorption layer of nitrogen molecules on the entire surface (2) Formation of a multimolecular adsorption layer and subsequent capillary condensation filling process within the pores (3) Posterior pores filled with nitrogen Formation process of polymolecular adsorption layer on non-porous surface

そして、上に凸な形状を示すt-プロットは、窒素ガス吸着層の平均厚みtが小さい領域では、原点を通る直線上にプロットが位置するのに対し、tが大きくなると、プロットが当該直線から下にずれた位置となる。かかるt-プロットの形状を有するカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの全比表面積に対する内部比表面積の割合が大きく、カーボンナノチューブに多数の開口が形成されていることを示している。 Then, the t-plot showing an upwardly convex shape is located on a straight line passing through the origin in a region where the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer is small, whereas when t becomes large, the plot is on the straight line. position shifted downward from A carbon nanotube having such a t-plot shape has a large ratio of the internal specific surface area to the total specific surface area of the carbon nanotube, indicating that many openings are formed in the carbon nanotube.

なお、カーボンナノチューブのt-プロットの屈曲点は、0.2≦t(nm)≦1.5を満たす範囲にあることが好ましく、0.45≦t(nm)≦1.5の範囲にあることがより好ましく、0.55≦t(nm)≦1.0の範囲にあることが更に好ましい。カーボンナノチューブのt-プロットの屈曲点がかかる範囲内にあれば、カーボンナノチューブの分散性を高め、少ない配合量でゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性等の特性を高めることができる。具体的には、屈曲点の値が0.2未満であれば、カーボンナノチューブが凝集し易く分散性が低下し、屈曲点の値が1.5超であればカーボンナノチューブ同士が絡み合いやすくなり分散性が低下する虞がある。
なお、「屈曲点の位置」は、前述した(1)の過程の近似直線Aと、前述した(3)の過程の近似直線Bとの交点である。
The inflection point of the t-plot of carbon nanotubes is preferably in the range satisfying 0.2 ≤ t (nm) ≤ 1.5, and is in the range of 0.45 ≤ t (nm) ≤ 1.5 It is more preferable to be in the range of 0.55≦t(nm)≦1.0. If the inflection point of the t-plot of the carbon nanotubes is within such a range, the dispersibility of the carbon nanotubes can be enhanced, and properties such as the non-adherence of the crosslinked rubber and the sealing material to the metal surface can be enhanced with a small amount. . Specifically, if the value of the inflection point is less than 0.2, the carbon nanotubes tend to agglomerate, and the dispersibility decreases. There is a risk that the performance will decrease.
The "position of the bending point" is the intersection of the approximate straight line A in the process (1) described above and the approximate straight line B in the process (3) described above.

更に、カーボンナノチューブは、t-プロットから得られる全比表面積S1に対する内部比表面積S2の比(S2/S1)が0.05以上0.30以下であるのが好ましい。カーボンナノチューブのS2/S1の値がかかる範囲内であれば、カーボンナノチューブの分散性を高め、少ない配合量でゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性等の特性を高めることができる。
ここで、カーボンナノチューブの全比表面積S1および内部比表面積S2は、そのt-プロットから求めることができる。具体的には、まず、(1)の過程の近似直線の傾きから全比表面積S1を、(3)の過程の近似直線の傾きから外部比表面積S3を、それぞれ求めることができる。そして、全比表面積S1から外部比表面積S3を差し引くことにより、内部比表面積S2を算出することができる。
Furthermore, the carbon nanotubes preferably have a ratio (S2/S1) of internal specific surface area S2 to total specific surface area S1 obtained from t-plot of 0.05 or more and 0.30 or less. If the value of S2/S1 of the carbon nanotubes is within such a range, the dispersibility of the carbon nanotubes can be enhanced, and properties such as non-adhesion of the crosslinked rubber and sealing material to the metal surface can be enhanced with a small amount.
Here, the total specific surface area S1 and internal specific surface area S2 of the carbon nanotube can be determined from the t-plot. Specifically, first, the total specific surface area S1 can be obtained from the slope of the approximate straight line in process (1), and the external specific surface area S3 can be obtained from the slope of the approximate straight line in process (3). By subtracting the external specific surface area S3 from the total specific surface area S1, the internal specific surface area S2 can be calculated.

因みに、カーボンナノチューブの吸着等温線の測定、t-プロットの作成、および、t-プロットの解析に基づく全比表面積S1と内部比表面積S2との算出は、例えば、市販の測定装置である「BELSORP(登録商標)-mini」(日本ベル(株)製)を用いて行うことができる。 By the way, the measurement of the adsorption isotherm of the carbon nanotube, the preparation of the t-plot, and the calculation of the total specific surface area S1 and the internal specific surface area S2 based on the analysis of the t-plot can be performed, for example, by the commercially available measurement device "BELSORP (registered trademark)-mini” (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).

更に、本発明に好適に使用し得るカーボンナノチューブは、ラマン分光法を用いて評価した際に、Radial Breathing Mode(RBM)のピークを有することが好ましい。なお、三層以上の多層カーボンナノチューブのみのラマンスペクトルには、RBMが存在しない。 Furthermore, carbon nanotubes that can be suitably used in the present invention preferably have a radial breathing mode (RBM) peak when evaluated using Raman spectroscopy. Note that RBM does not exist in the Raman spectrum of only multi-walled carbon nanotubes with three or more layers.

なお、CNTは、特に限定されることなく、アーク放電法、レーザーアブレーション法、化学的気相成長法(CVD法)などの既知のCNTの合成方法を用いて製造することができる。具体的には、CNTは、例えば、カーボンナノチューブ製造用の触媒層を表面に有する基材上に原料化合物およびキャリアガスを供給し、化学的気相成長法(CVD法)によりCNTを合成する際に、系内に微量の酸化剤(触媒賦活物質)を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法(スーパーグロース法;国際公開第2006/011655号参照)に準じて、効率的に製造することができる。なお、以下では、スーパーグロース法により得られるカーボンナノチューブを「SGCNT」と称することがある。 CNTs can be produced by known CNT synthesis methods such as an arc discharge method, a laser ablation method, and a chemical vapor deposition method (CVD method), without any particular limitation. Specifically, CNTs are synthesized, for example, by supplying a raw material compound and a carrier gas onto a substrate having a catalyst layer for producing carbon nanotubes on the surface, and synthesizing CNTs by chemical vapor deposition (CVD). In addition, a method of dramatically improving the catalytic activity of the catalyst layer by allowing a trace amount of oxidizing agent (catalyst activating substance) to exist in the system (super-growth method; see International Publication No. 2006/011655). , can be efficiently manufactured. In addition, below, the carbon nanotube obtained by the super growth method may be called "SGCNT."

そして、架橋性ゴム組成物中に配合するCNTの含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、0.4質量部以上であることが更に好ましく、0.5質量部以上であることが一層好ましく、4質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましく、2質量部以下であることが更に好ましく、1.5質量部以下であることが一層好ましく、1質量部以下であることがより一層好ましい。CNTの含有量が上記下限値以上であれば、ゴム架橋物の金属表面に対する非固着性等の特性を高めることができる。また、CNTの含有量が上記上限値以下であれば、CNTの分散性が低下して、ゴム架橋物の金属表面に対する非固着性等の特性にムラが生じるのを抑制することができる。したがって、CNTの含有量が上記所定の範囲内であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。また、架橋性ゴム組成物中のCNTの含有量が上記上限値以下であれば、得られるゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を十分に高く確保することもできる。 The content of CNTs to be blended in the crosslinkable rubber composition is preferably 0.1 parts by mass or more, and 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber described above. more preferably 0.4 parts by mass or more, still more preferably 0.5 parts by mass or more, preferably 4 parts by mass or less, and preferably 3 parts by mass or less It is more preferably 2 parts by mass or less, even more preferably 1.5 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less. When the CNT content is at least the above lower limit, properties such as non-adherence to metal surfaces of the crosslinked rubber can be enhanced. Further, if the CNT content is equal to or less than the above upper limit, the dispersibility of the CNTs is lowered, and it is possible to suppress unevenness in properties such as non-adherence to the metal surface of the crosslinked rubber product. Therefore, if the CNT content is within the predetermined range, the non-adherence of the sealing material to the metal surface can be further enhanced. Further, if the content of CNTs in the crosslinkable rubber composition is equal to or less than the above upper limit, sufficiently high resistance to compression set of the obtained crosslinked rubber and sealing material can be ensured.

-その他の炭素材料-
カーボンナノチューブ以外のその他の炭素材料としては、特に限定されることなく、既知の炭素材料を用いることができる。具体的には、その他の炭素材料としては、粒子状炭素材料、繊維状炭素材料などを用いることができる。
粒子状炭素材料としては、特に限定されることなく、例えば、人造黒鉛、鱗片状黒鉛、薄片化黒鉛、天然黒鉛、酸処理黒鉛、膨張性黒鉛、膨張化黒鉛などの黒鉛;カーボンブラック;などを用いることができる。また、繊維状炭素材料としては、特に限定されることなく、例えば、CNT以外の繊維状炭素ナノ構造体、および繊維状炭素ナノ構造体以外の繊維状炭素材料などを用いることができる。
-Other carbon materials-
Carbon materials other than carbon nanotubes are not particularly limited, and known carbon materials can be used. Specifically, particulate carbon materials, fibrous carbon materials, and the like can be used as other carbon materials.
The particulate carbon material is not particularly limited, and examples thereof include graphite such as artificial graphite, flake graphite, exfoliated graphite, natural graphite, acid-treated graphite, expandable graphite, and expanded graphite; carbon black; can be used. In addition, the fibrous carbon material is not particularly limited, and for example, fibrous carbon nanostructures other than CNTs and fibrous carbon materials other than fibrous carbon nanostructures can be used.

そして、その他の炭素材料としては、粒子状炭素材料を用いることが好ましく、カーボンブラックを用いることが特に好ましい。その他の炭素材料としてカーボンブラックを使用すれば、ゴム架橋物およびシール材に適度な強度を付与し、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができるからである。
架橋性ゴム組成物中のカーボンブラックの含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、15質量部以上であることが更に好ましく、20質量部以上であることが一層好ましく、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることが更に好ましい。架橋性ゴム組成物中のカーボンブラックの含有量が上記下限以上であれば、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。また、架橋性ゴム組成物中のカーボンブラックの含有量が上記上限以下であれば、ゴム架橋物およびシール材の柔軟性を良好に維持し、シール材のシール性を十分に高く確保することができる。
As the other carbon material, it is preferable to use a particulate carbon material, and it is particularly preferable to use carbon black. This is because if carbon black is used as another carbon material, it is possible to impart appropriate strength to the crosslinked rubber and the sealing material, and to enhance the resistance to compression set of the crosslinked rubber and the sealing material.
The content of carbon black in the crosslinkable rubber composition is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, preferably 40 parts by mass or less, more preferably 35 parts by mass or less, and further preferably 30 parts by mass or less. preferable. When the content of carbon black in the crosslinkable rubber composition is at least the above lower limit, the compression set resistance of the crosslinked rubber and sealing material can be further enhanced. In addition, if the content of carbon black in the crosslinkable rubber composition is equal to or less than the above upper limit, the flexibility of the crosslinked rubber and the sealing material can be maintained well, and the sealing performance of the sealing material can be sufficiently high. can.

ここで、カーボンブラックのBET比表面積は、8m/g以上100m/g以下であることが好ましい。カーボンブラックのBET比表面積が上記下限以上であれば、得られるゴム架橋物およびシール材の機械的強度を十分に高く確保することができる。一方、カーボンブラックのBET比表面積が上記上限以下であれば、得られるゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を十分に高く確保することができる。Here, the BET specific surface area of carbon black is preferably 8 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less. If the BET specific surface area of the carbon black is at least the above lower limit, sufficiently high mechanical strength can be ensured for the resulting crosslinked rubber and sealing material. On the other hand, if the BET specific surface area of the carbon black is equal to or less than the above upper limit, sufficiently high resistance to compression set of the resulting crosslinked rubber and sealing material can be ensured.

[ポリオール架橋剤]
ポリオール架橋剤は、上述した2元系フッ素ゴムの分子同士を架橋することにより、得られるゴム架橋物およびシール材に十分な弾性を与え、良好な耐圧縮永久歪み性を付与し得る成分である。
[Polyol cross-linking agent]
The polyol cross-linking agent is a component capable of imparting sufficient elasticity to the cross-linked rubber and sealing material obtained by cross-linking the molecules of the binary fluororubber described above, and imparting good resistance to compression set. .

そして、ポリオール架橋剤としては、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を高める観点から、ポリヒドロキシ芳香族化合物を好適に用いることができる。ポリヒドロキシ芳香族化合物としては、特に限定されず、例えば、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン(ビスフェノールAF)、レゾルシン、1,3-ジヒドロキシベンゼン、1,7-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、4,4’-ジヒドロキシジフェニル、4,4’-ジヒドロキシスチルベン、2,6-ジヒドロキシアントラセン、ヒドロキノン、カテコール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)吉草酸、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)テトラフルオロジクロロプロパン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルケトン、トリ(4-ヒドロキシフェニル)メタン、3,3’,5,5’-テトラクロロビスフェノールA、3,3’,5,5’-テトラブロモビスフェノールAなどが挙げられる。中でも、ビスフェノールAFを用いることが好ましい。 As the polyol cross-linking agent, a polyhydroxy aromatic compound can be preferably used from the viewpoint of enhancing the resistance to compression set of the cross-linked rubber and the sealing material. The polyhydroxyaromatic compound is not particularly limited, and examples thereof include 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A) and 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)perfluoropropane (bisphenol AF). , resorcin, 1,3-dihydroxybenzene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 4,4′-dihydroxydiphenyl, 4,4′-dihydroxystilbene, 2,6 -dihydroxyanthracene, hydroquinone, catechol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)valeric acid, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)tetrafluorodichloropropane , 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxydiphenyl ketone, tri(4-hydroxyphenyl)methane, 3,3′,5,5′-tetrachlorobisphenol A, 3,3′,5, 5′-Tetrabromobisphenol A and the like are included. Among them, it is preferable to use bisphenol AF.

架橋性ゴム組成物中のポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、0.4質量部以上であることが更に好ましく、10質量部以下であることが好ましく、6質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることが更に好ましい。架橋性ゴム組成物中のポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量が上記下限以上であれば、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。また、架橋性ゴム組成物中のポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量が上記上限以下であれば、過度な架橋によりゴム架橋物およびシール材の弾性がかえって損なわれることを防止し、シール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 The content of the polyhydroxyaromatic compound in the crosslinkable rubber composition is preferably at least 0.1 parts by mass, and at least 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber described above. more preferably 0.4 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or less, more preferably 6 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less . When the content of the polyhydroxyaromatic compound in the crosslinkable rubber composition is at least the above lower limit, the compression set resistance of the crosslinked rubber and sealing material can be further enhanced. In addition, if the content of the polyhydroxyaromatic compound in the crosslinkable rubber composition is equal to or less than the above upper limit, the elasticity of the crosslinked rubber and the sealing material is prevented from being impaired due to excessive crosslinking, and the durability of the sealing material is improved. Compression set can be further enhanced.

[配合剤]
架橋性ゴム組成物に任意に配合される配合剤としては、例えば、架橋促進剤、および受酸剤などの既知の配合剤が挙げられる。
[Compounding agent]
Compounding agents that are optionally compounded into the crosslinkable rubber composition include known compounding agents such as cross-linking accelerators and acid acceptors.

-架橋促進剤-
ここで、架橋促進剤としては、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。架橋剤として上記所定の成分のうちの少なくとも1種を用いれば、上述したポリオール架橋剤による2元系フッ素ゴムの架橋反応を促進し、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。
-Crosslinking accelerator-
Here, the cross-linking accelerator preferably contains at least one selected from the group consisting of ammonium salts, phosphonium salts and amine compounds. When at least one of the above-mentioned predetermined components is used as a cross-linking agent, the cross-linking reaction of the binary fluororubber by the above-described polyol cross-linking agent is promoted, and the compression set resistance of the cross-linked rubber and the sealing material is enhanced. can be done.

なお、架橋促進剤として使用し得るアンモニウム塩としては、8-メチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-メチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムアイオダイド、8-メチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムハイドロキサイド、8-メチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムメチルスルフェート、8-エチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムブロミド、8-プロピル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムブロミド、8-ドデシル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-ドデシル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムハイドロキサイド、8-エイコシル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-テトラコシル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-ベンジル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-ベンジル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムハイドロキサイド、8-フェネチル-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリド、8-(3-フェニルプロピル)-1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセニウムクロリドなどが挙げられる。また、ホスホニウム塩としては、テトラブチルホスホニウムクロリド、ベンジルトリメチルホスホニウムクロリド、ベンジルトリブチルホスホニウムクロリド、トリブチルアリルホスホニウムクロリド、トリブチル-2-メトキシプロピルホスホニウムクロリド、ベンジルフェニル(ジメチルアミノ)ホスホニウムクロリド、およびベンジルトリフェニルホスホニウムクロライドなどが挙げられる。さらに、アミン化合物としては、環状アミン、1官能性アミン化合物などが挙げられる。
中でも、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高める観点から、ホスホニウム塩を用いることが好ましく、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライドを用いることがより好ましい。
Ammonium salts that can be used as crosslinking accelerators include 8-methyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium chloride, 8-methyl-1,8-diazabicyclo[5, 4,0]-7-undecenium iodide, 8-methyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium hydroxide, 8-methyl-1,8-diazabicyclo[5 ,4,0]-7-undecenium methyl sulfate, 8-ethyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium bromide, 8-propyl-1,8-diazabicyclo[5 ,4,0]-7-undecenium bromide, 8-dodecyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium chloride, 8-dodecyl-1,8-diazabicyclo[5,4 ,0]-7-undecenium hydroxide, 8-eicosyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium chloride, 8-tetracosyl-1,8-diazabicyclo[5,4 ,0]-7-undecenium chloride, 8-benzyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium chloride, 8-benzyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0 ]-7-undecenium hydroxide, 8-phenethyl-1,8-diazabicyclo[5,4,0]-7-undecenium chloride, 8-(3-phenylpropyl)-1,8-diazabicyclo [ 5,4,0]-7-undecenium chloride and the like. Phosphonium salts include tetrabutylphosphonium chloride, benzyltrimethylphosphonium chloride, benzyltributylphosphonium chloride, tributylallylphosphonium chloride, tributyl-2-methoxypropylphosphonium chloride, benzylphenyl(dimethylamino)phosphonium chloride, and benzyltriphenylphosphonium chloride. chloride and the like. Further, examples of amine compounds include cyclic amines and monofunctional amine compounds.
Among them, phosphonium salts are preferably used, and benzyltriphenylphosphonium chloride is more preferably used, from the viewpoint of further enhancing the compression set resistance of the crosslinked rubber and sealing material.

そして、架橋性ゴム組成物中の架橋促進剤の含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、0.3質量部以上であることが更に好ましく、5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることが更に好ましい。架橋性ゴム組成物中の架橋促進剤の含有量が上記下限以上であれば、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。また、架橋性ゴム組成物中の架橋促進剤の含有量が上記上限以下であれば、過度な架橋によりゴム架橋物およびシール材の弾性がかえって損なわれることを防止し、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 The content of the crosslinking accelerator in the crosslinkable rubber composition is preferably 0.1 parts by mass or more, and is 0.2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber described above. more preferably 0.3 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less. When the content of the cross-linking accelerator in the cross-linkable rubber composition is at least the above lower limit, the compression set resistance of the cross-linked rubber and sealing material can be further enhanced. Further, if the content of the cross-linking accelerator in the cross-linkable rubber composition is equal to or less than the above upper limit, the elasticity of the cross-linked rubber and the sealing material is prevented from being impaired due to excessive cross-linking. Compression set resistance can be further enhanced.

-受酸剤-
受酸剤は、ポリオール架橋剤による2元系ゴムの架橋反応により発生したフッ化水素を吸収し得る成分である。したがって、架橋性ゴム組成物が受酸剤を含めば、フッ化水素によるゴム架橋物の劣化を抑制し得る。これにより、ゴム架橋物およびシール材の弾性が損なわれることを良好に抑制し、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を高めることができる。さらに、ゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性を高めることもできる。
-acid acceptor-
The acid acceptor is a component capable of absorbing hydrogen fluoride generated by the cross-linking reaction of the binary rubber with the polyol cross-linking agent. Therefore, if the crosslinkable rubber composition contains an acid acceptor, deterioration of the crosslinked rubber due to hydrogen fluoride can be suppressed. As a result, it is possible to satisfactorily prevent the elasticity of the cross-linked rubber product and the sealing material from being impaired, and improve the resistance to compression set of the cross-linked rubber product and the sealing material. Furthermore, the non-adherence of the cross-linked rubber and the sealing material to the metal surface can also be enhanced.

受酸剤としては、特に限定されることなく、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト等が挙げられる。中でも、酸化マグネシウムまたは水酸化カルシウムを用いることが好ましく、これらを併用することがより好ましい。受酸剤として、酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムを併用すれば、ゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性および耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 The acid acceptor is not particularly limited and includes magnesium oxide, calcium oxide, zinc oxide, calcium silicate, calcium hydroxide, zinc hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite and the like. Among them, it is preferable to use magnesium oxide or calcium hydroxide, and it is more preferable to use them in combination. By using magnesium oxide and calcium hydroxide together as an acid acceptor, it is possible to further improve the non-adherence and compression set resistance of the crosslinked rubber and sealing material to the metal surface.

そして、受酸剤として酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムを併用する場合、架橋性ゴム組成物中の酸化マグネシウムの含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、1.5質量部以上であることがより好ましく、3質量部以上であることが更に好ましく、5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であることがより好ましい。また、架橋性ゴム組成物中の水酸化カルシウムの含有量は、前述した2元系フッ素ゴム100質量部に対して、4質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、6質量部以上であることが更に好ましく、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましい。架橋性ゴム組成物中の酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムの含有量がそれぞれ上記下限以上であれば、ゴム架橋物およびシール材の金属表面に対する非固着性および耐圧縮永久歪み性を一層高めることができる。また、架橋性ゴム組成物中の酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムの含有量がそれぞれ上記上限以下であれば、適正な架橋速度で架橋を行なうことができ、ゴム架橋物およびシール材の耐圧縮永久歪み性を更に高めることができる。 When magnesium oxide and calcium hydroxide are used together as an acid acceptor, the content of magnesium oxide in the crosslinkable rubber composition is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the above-described binary fluororubber. It is preferably 1.5 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 4 parts by mass or less. In addition, the content of calcium hydroxide in the crosslinkable rubber composition is preferably 4 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber described above. It is preferably 6 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 8 parts by mass or less. If the contents of magnesium oxide and calcium hydroxide in the crosslinkable rubber composition are each at least the above lower limits, the non-sticking property and compression set resistance of the crosslinked rubber product and the sealing material to the metal surface can be further enhanced. . Further, if the contents of magnesium oxide and calcium hydroxide in the crosslinkable rubber composition are each equal to or less than the above upper limits, crosslinking can be performed at an appropriate crosslinking rate, and the compression set resistance of the crosslinked rubber and sealing material can be reduced. You can further enhance your sexuality.

[架橋性ゴム組成物の製造方法]
架橋性ゴム組成物は、上述した成分を既知の方法で混合することにより調製することができる。例えば、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含む炭素材料とを混合してなる混合物を調製する混合工程を行なった後に、当該混合物と、ポリオール架橋剤と、任意の配合剤等とを混練する混練工程を行なうことにより、架橋性ゴム組成物を効率良く調製することができる。
[Method for producing crosslinkable rubber composition]
The crosslinkable rubber composition can be prepared by mixing the ingredients described above in a known manner. For example, after performing a mixing step of preparing a mixture by mixing a binary fluororubber and a carbon material containing carbon nanotubes, the mixture, a polyol cross-linking agent, and optional compounding agents are kneaded. By performing the kneading step, the crosslinkable rubber composition can be efficiently prepared.

-混合工程-
混合工程では、2元系フッ素ゴムと、炭素材料としてのカーボンナノチューブとを混合してなる混合物を調製する。
-Mixing process-
In the mixing step, a mixture is prepared by mixing binary fluororubber and carbon nanotubes as a carbon material.

2元系フッ素ゴムとカーボンナノチューブとの混合物の調製は、2元系フッ素ゴム中にカーボンナノチューブを分散させることが可能な任意の混合方法を用いて行うことができる。
例えば、有機溶媒などの分散媒に2元系ゴムを溶解または分散させてなるゴム分散液に対し、カーボンナノチューブを添加し、既知の分散処理を行って、分散処理液を得ることができる。あるいは、カーボンナノチューブを、2元系ゴムを溶解または分散することができる有機溶媒または分散媒に添加して分散処理を行い、得られたカーボンナノチューブ分散液に2元系ゴムを添加して、溶解または分散させて分散処理液を得ることもできる。
このようにして得られた分散処理液から、既知の方法により有機溶媒または分散媒を除去することより、2元系ゴムとカーボンナノチューブとの混合物を調製することができる。
The mixture of the binary fluororubber and the carbon nanotubes can be prepared using any mixing method capable of dispersing the carbon nanotubes in the binary fluororubber.
For example, carbon nanotubes are added to a rubber dispersion obtained by dissolving or dispersing a binary rubber in a dispersion medium such as an organic solvent, and a known dispersion treatment is performed to obtain a dispersion treatment liquid. Alternatively, the carbon nanotubes are added to an organic solvent or dispersion medium capable of dissolving or dispersing the binary rubber and subjected to dispersion treatment, and the binary rubber is added to the obtained carbon nanotube dispersion and dissolved. Alternatively, a dispersion treatment liquid can be obtained by dispersing.
A mixture of binary rubber and carbon nanotubes can be prepared by removing the organic solvent or dispersion medium from the dispersion treatment liquid thus obtained by a known method.

当該分散処理は、既知の分散処理方法を用いて行うことができる。そのような分散処理方法としては、特に限定されず、例えば、超音波ホモジナイザーや湿式ジェットミルや高速回転せん断分散機などが挙げられる。 The distributed processing can be performed using a known distributed processing method. Such a dispersion treatment method is not particularly limited, and examples thereof include an ultrasonic homogenizer, a wet jet mill, a high-speed rotary shearing disperser, and the like.

そして、得られた分散処理液から分散媒を除去して、混合物を取得する。なお、分散媒を除去する方法としては、凝固法、キャスト法、および乾燥法などの既知の方法を用いることができる。 Then, the dispersion medium is removed from the obtained dispersion treatment liquid to obtain a mixture. As a method for removing the dispersion medium, known methods such as a coagulation method, a casting method, and a drying method can be used.

-混練工程-
混練工程では、混合物と、ポリオール架橋剤と、任意の配合剤等とを混練することにより、架橋性ゴム組成物を取得する。
具体的には、上述の混合工程で得られた混合物に、ポリオール架橋剤と、任意の配合剤、例えば、架橋促進剤、および受酸剤などを更に含有させて、混練することによって、架橋性ゴム組成物を得ることができる。当該混合物とポリオール架橋剤と任意の配合剤との混練は、例えば、ミキサー、一軸混練機、二軸混練機、ロール、加圧ニーダー、ブラベンダー(登録商標)、押出機などを用いて行うことができる。
なお、混練の際には、上述した成分に加えて、カーボンナノチューブ以外の炭素材料(例えば、カーボンブラックなど)、および2元系フッ素ゴムを更に添加してもよい。
- Kneading process -
In the kneading step, a crosslinkable rubber composition is obtained by kneading the mixture, the polyol cross-linking agent, and optional compounding agents.
Specifically, the mixture obtained in the mixing step described above further contains a polyol cross-linking agent and optional compounding agents such as a cross-linking accelerator and an acid acceptor, and is kneaded to obtain a cross-linking property. A rubber composition can be obtained. Kneading of the mixture, the polyol cross-linking agent, and any compounding agent can be carried out using, for example, a mixer, a single-screw kneader, a twin-screw kneader, rolls, a pressure kneader, Brabender (registered trademark), an extruder, or the like. can be done.
At the time of kneading, in addition to the components described above, a carbon material other than carbon nanotubes (for example, carbon black) and a binary fluororubber may be added.

<<ゴム架橋物(シール材)の製造方法>>
ゴム架橋物は、上述した架橋性ゴム組成物を架橋することにより製造することができる。このとき、ゴム架橋物を所望の形状とすることで、シール材を製造することができる。具体的に、シール材は、架橋性ゴム組成物を加熱することにより、架橋反応を行ない、得られるゴム架橋物の形状を固定化することにより製造することができる。この場合において、例えば、架橋性ゴム組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と架橋とを同時に行なうことができる。また、架橋性ゴム組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と一次架橋とを同時に行なった後に、得られた一次架橋物をギヤーオーブン等の加熱装置により再度加熱することで二次架橋を行なうこともできる。
なお、架橋反応の温度および時間等の条件は、本発明の所望の効果が得られる範囲内で適宜設定することができる。
<<Method for producing crosslinked rubber (sealing material)>>
A rubber cross-linked product can be produced by cross-linking the cross-linkable rubber composition described above. At this time, the sealing material can be manufactured by shaping the crosslinked rubber into a desired shape. Specifically, the sealing material can be produced by heating a crosslinkable rubber composition to cause a crosslink reaction and fixing the shape of the obtained crosslinked rubber product. In this case, press molding and cross-linking can be performed at the same time, for example, by putting the cross-linkable rubber composition into a mold having a desired shape and heating it. Alternatively, the crosslinkable rubber composition is put into a mold of a desired shape and heated to perform press molding and primary crosslinking at the same time. Secondary cross-linking can also be performed by heating.
Conditions such as the temperature and time of the cross-linking reaction can be appropriately set within a range in which the desired effects of the present invention can be obtained.

<<ゴム架橋物の物性>>
[金属表面に対する固着力]
本発明のシール材に用いられるゴム架橋物は、金属表面と接触した状態で、250℃で70時間加熱された後の前記金属表面に対する固着力が、2N以下であることが必要であり、1.5N以下であることが好ましく、1N以下であることがより好ましく、0.4N以下であることが更に好ましい。ゴム架橋物の金属表面に対する固着力が上記上限以下であれば、シール材は金属表面に対して優れた非固着性を発揮することができる。
<<Physical properties of cross-linked rubber>>
[Adhesive strength to metal surface]
The crosslinked rubber used in the sealing material of the present invention must have a fixing force of 2 N or less to the metal surface after being heated at 250° C. for 70 hours in contact with the metal surface. It is preferably 0.5N or less, more preferably 1N or less, and even more preferably 0.4N or less. If the adhesiveness of the crosslinked rubber to the metal surface is equal to or less than the above upper limit, the sealing material can exhibit excellent non-adhesiveness to the metal surface.

[表面抵抗率]
また、本発明のシール材に用いられるゴム架橋物の表面抵抗率は、静電気放電(ESD)領域である1×10~1×10Ω/sq.または、導電性領域である1×10Ω/sq.以下とすることができる。
ゴム架橋物の表面抵抗率が1×10~1×10Ω/sq.である場合には、当該ゴム架橋物に対して帯電体が接触した場合であっても、激しい静電気放電を起こすことなく、その帯電を消散させることができる。また、ゴム架橋物の表面抵抗率が1×10Ω/sq.以下である場合には、当該ゴム架橋物に帯電する静電気等を瞬時に放電できる。
ゴム架橋物の表面抵抗率が上記範囲であることにより、当該ゴム架橋物からなるシール材は、異物の付着等の静電気による障害を良好に防止することができる。
[Surface resistivity]
The surface resistivity of the crosslinked rubber used in the sealing material of the present invention is 1×10 8 to 1×10 5 Ω/sq., which is the electrostatic discharge (ESD) region. Alternatively, 1×10 5 Ω/sq. can be:
The crosslinked rubber has a surface resistivity of 1×10 8 to 1×10 5 Ω/sq. In the case of , even if a charged body comes into contact with the rubber crosslinked product, the charge can be dissipated without causing severe electrostatic discharge. Moreover, when the surface resistivity of the crosslinked rubber is 1×10 5 Ω/sq. In the case of the following, static electricity or the like charged in the rubber crosslinked product can be discharged instantaneously.
When the surface resistivity of the crosslinked rubber is within the above range, the sealing material made of the crosslinked rubber can satisfactorily prevent obstacles caused by static electricity such as adhesion of foreign matter.

[圧縮永久歪み率]
さらに、本発明のシール材に用いられるゴム架橋物は、250℃で70時間加熱された後の圧縮永久歪み率が80%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましく、60%以下であることが更に好ましく、55%以下であることが一層好ましい。上記所定の条件で加熱された後のゴム架橋物の圧縮永久歪み率が上記上限以下であれば、シール材は優れた耐圧縮永久歪み性を有するため、長期に亘って良好なシール性を発揮することができる。
[Compression set rate]
Furthermore, the cross-linked rubber used in the sealing material of the present invention preferably has a compression set rate of 80% or less, more preferably 70% or less after being heated at 250° C. for 70 hours. % or less, more preferably 55% or less. If the compression set rate of the crosslinked rubber after heating under the predetermined conditions is equal to or less than the upper limit, the sealing material has excellent compression set resistance, and thus exhibits good sealing performance over a long period of time. can do.

<<ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積>>
本発明のシール材に用いられるゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積Sは、5(m/g)以上であることが好ましく、5.5(m/g)以上であることがより好ましく、6(m/g)以上であることが更に好ましく、25(m/g)以下であることが好ましく、15(m/g)以下であることがより好ましい。ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積Sが上記下限以上であれば、シール材の金属表面に対する非固着性を更に高めることができる。一方、ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積Sが上記上限以下であれば、シール材の耐圧縮永久歪み性を十分に高く確保することができる。
なお、ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積Sの値は、ゴム架橋物の製造に用いる架橋性ゴム組成物中の炭素材料の種類および含有量を変更することにより調節することができる。例えば、BET比表面積が大きいカーボンナノチューブ等の繊維状炭素ナノ構造体の含有量を増やした場合、上記Sの値を効率良く高めることができる。一方、BET比表面積が小さい炭素材料、例えば、繊維状炭素ナノ構造体以外の炭素材料(カーボンブラック等)の含有量を高めたとしても、上記Sの値を効率良く高めることは困難である。
<<Surface Area of Carbon Material Contained in Crosslinked Rubber>>
The surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber used in the sealing material of the present invention is preferably 5 (m 2 /g) or more, more preferably 5.5 (m 2 /g) or more. It is preferably 6 (m 2 /g) or more, more preferably 25 (m 2 /g) or less, and more preferably 15 (m 2 /g) or less. If the surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber is equal to or greater than the above lower limit, the non-sticking property of the sealing material to the metal surface can be further enhanced. On the other hand, if the surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber is equal to or less than the above upper limit, a sufficiently high compression set resistance of the sealing material can be ensured.
The surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber can be adjusted by changing the type and content of the carbon material in the crosslinkable rubber composition used to produce the crosslinked rubber. For example, when the content of fibrous carbon nanostructures such as carbon nanotubes with a large BET specific surface area is increased, the value of S can be efficiently increased. On the other hand, even if the content of a carbon material with a small BET specific surface area, for example, a carbon material other than fibrous carbon nanostructures (such as carbon black) is increased, it is difficult to efficiently increase the value of S described above.

<<ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Ca>>
ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caは、0.5以上であることが好ましく、1超であることがより好ましく、1.5以上であることが更に好ましく、2以上であることが一層好ましく、8以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましい。当該Cs/Caの比が0.5以上であれば、得られるゴム架橋物およびシール材は金属表面に対して更に優れた非固着性を発揮することができる。一方、当該Cs/Caの比が8以下であれば、ゴム架橋物表面に炭素材料が集中し過ぎず、ゴム架橋物内部にも炭素材料が十分量存在するため、得られるゴム架橋物およびシール材は十分な強度を発揮することができる。
<<Ratio Cs/Ca between the concentration Cs of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber and the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber>>
The ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product is preferably 0.5 or more, more preferably greater than 1, and 1 0.5 or more is more preferable, 2 or more is even more preferable, 8 or less is preferable, and 6 or less is more preferable. If the Cs/Ca ratio is 0.5 or more, the resulting crosslinked rubber and sealing material can exhibit even better non-adherence to metal surfaces. On the other hand, if the Cs/Ca ratio is 8 or less, the carbon material is not excessively concentrated on the surface of the crosslinked rubber, and a sufficient amount of the carbon material is also present inside the crosslinked rubber. The material can exhibit sufficient strength.

ここで、ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caの値は、ゴム架橋物の製造に用いる架橋性ゴム組成物中の成分、特に、炭素材料の種類および含有量を変更することにより調節することができる。 Here, the value of Cs/Ca, the ratio of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the crosslinked rubber product, is the component in the crosslinkable rubber composition used to produce the crosslinked rubber product. , in particular, can be adjusted by changing the type and content of the carbon material.

なお、ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Ca(質量%)は、通常、上述した架橋性ゴム組成物中の炭素材料の含有割合(質量%)と一致する。ただし、例えば、架橋性ゴム組成物中の炭素材料の含有割合(質量%)が不明である場合は、JIS K-6226-2:2003に記載の方法に準拠してゴム架橋物を分析することにより、ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caを測定することができる。 The average concentration Ca (% by mass) of the carbon material in the crosslinked rubber generally matches the content ratio (% by mass) of the carbon material in the crosslinkable rubber composition described above. However, for example, when the content ratio (% by mass) of the carbon material in the crosslinkable rubber composition is unknown, the rubber crosslinked product should be analyzed in accordance with the method described in JIS K-6226-2:2003. can measure the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber.

ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caを上述した所定の値以上とすることで、ゴム架橋物およびシール材が金属表面に対して更に優れた非固着性を発揮することができる理由は、明らかではないが、以下のように推察される。即ち、ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度が高くなることで、ゴム架橋物表面の2元系ゴムの濃度が低くなり、金属表面とゴム架橋物との物理的相互作用を小さくすることができるため、ゴム架橋物の金属表面に対する固着力を小さくすることができると推察される。 By setting the ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber to the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber to the above-mentioned predetermined value or more, the crosslinked rubber and the sealing material are attached to the metal surface. Although the reason why it is possible to exhibit even better non-sticking property against the above is not clear, it is presumed as follows. That is, by increasing the concentration of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber product, the concentration of the binary rubber on the surface of the crosslinked rubber product decreases, and the physical interaction between the metal surface and the crosslinked rubber product can be reduced. Therefore, it is presumed that the adhesion force of the crosslinked rubber to the metal surface can be reduced.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、ゴム架橋物の金属表面に対する固着力、圧縮永久歪み率、表面抵抗率、ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積S、およびゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caは、それぞれ以下の方法を使用して測定または算出した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, "%" and "parts" representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In the examples and comparative examples, the adhesion force of the crosslinked rubber to the metal surface, the compression set rate, the surface resistivity, the surface area S of the carbon material contained in the crosslinked rubber, and the concentration Cs of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber The ratio Cs/Ca to the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber was measured or calculated using the following methods.

<ゴム架橋物の金属表面に対する固着力>
架橋性ゴム組成物を、金型を用いて、10MPaに加圧しながら160℃で20分間プレス成形することにより、JIS B2401で定められたP-28(線径3.5mm、内径27.7mm、外径34.7mm)のOリングにプレス成形された一次架橋物を得た。次いで、得られた一次架橋物を、ギヤーオーブンにて、232℃、2時間の条件で加熱して二次架橋を行なった。得られたOリング状のゴム架橋物からなるシール材を半円状に切断し(厚さ方向に切断し)て、試験片を得た。試験片の片方の端部Aから1cm部分にアルミホイルを巻き、半円状の上面にシリコーンオイルを塗布した後、試験片を厚さ1mmのステンレス鋼(SUS304)の金属板で挟み、厚さ方向に25%圧縮して、試験体を得た。この試験体を250℃のギヤーオーブンに入れて、70時間放置した。放置終了後、ギヤーオーブンより試験体を取り出し、室温にて冷却した後、圧縮解放して、上面の金属板(シリコーンオイル側の金属板)を取り除いた。半円状のOリングが貼り付いた状態の金属板を固定した後、試験片の端部Aのアルミホイルを巻いた部分にクリップを付け、メカニカルフォースゲージ(イマダ製、FB-20N)をクリップに引っ掛けた状態で垂直方向に引っ張り、その時に測定された最大荷重(N)を、ゴム架橋物の金属表面に対する固着力とした。上述の方法により測定されたゴム架橋物の金属表面に対する固着力の値が小さいほど、当該ゴム架橋物からなるシール材は金属表面に対して優れた非固着性を発揮し得ることを示す。
<Adhesive force of cross-linked rubber to metal surface>
The crosslinkable rubber composition is press-molded at 160° C. for 20 minutes while applying pressure to 10 MPa using a mold to obtain P-28 (wire diameter 3.5 mm, inner diameter 27.7 mm, A primary crosslinked product press-molded into an O-ring having an outer diameter of 34.7 mm was obtained. Next, the resulting primary crosslinked product was heated in a gear oven at 232° C. for 2 hours for secondary crosslinking. The resulting O-ring-shaped crosslinked rubber sealing material was cut into a semicircular shape (cut in the thickness direction) to obtain a test piece. After wrapping aluminum foil around 1 cm from one end A of the test piece and applying silicone oil to the upper surface of the semicircular shape, the test piece was sandwiched between stainless steel (SUS304) metal plates with a thickness of 1 mm, and the thickness A test body was obtained by compressing 25% in the direction. This specimen was placed in a gear oven at 250° C. and left for 70 hours. After the end of standing, the specimen was taken out from the gear oven, cooled at room temperature, then released from compression, and the upper metal plate (metal plate on the silicone oil side) was removed. After fixing the metal plate with the semicircular O-ring attached, a clip is attached to the aluminum foil wound part of the end A of the test piece, and a mechanical force gauge (FB-20N made by Imada) is clipped. The maximum load (N) measured at that time was taken as the adhesion force of the crosslinked rubber to the metal surface. The smaller the adhesion force of the crosslinked rubber to the metal surface measured by the above method, the more excellent the non-adhesiveness of the crosslinked rubber sealant to the metal surface.

<圧縮永久歪み率>
架橋性ゴム組成物を、金型を用いて、10MPaに加圧しながら160℃で25分間プレス成形することにより、直径29mm、高さ12.7mmの円柱状の一次架橋物を得た。次いで、得られた一次架橋物を、ギヤーオーブンにて、さらに232℃、2時間の条件で加熱して二次架橋させることにより、円柱状のゴム架橋物からなるシール材を得た。そして、得られたシール材を構成するゴム架橋物を用いて、JIS K6262に従い、ゴム架橋物を25%圧縮させた状態で、250℃の環境下に70時間置いた後、圧縮永久歪み率を測定した。ゴム架橋物の圧縮永久歪み率の値が小さいほど、当該ゴム架橋物からなるシール材は耐圧縮永久歪み性に優れる。
<Compression set rate>
Using a mold, the crosslinkable rubber composition was press-molded at 160° C. for 25 minutes under a pressure of 10 MPa to obtain a cylindrical primary crosslinked product with a diameter of 29 mm and a height of 12.7 mm. Next, the resulting primary crosslinked product was further heated in a gear oven at 232° C. for 2 hours for secondary crosslinking, thereby obtaining a sealing material made of a cylindrical crosslinked rubber product. Then, according to JIS K6262, using the obtained crosslinked rubber material constituting the sealing material, the rubber crosslinked material was compressed by 25% and placed in an environment of 250° C. for 70 hours. It was measured. The smaller the value of the compression set rate of the crosslinked rubber, the more excellent the compression set resistance of the sealing material made of the crosslinked rubber.

<表面抵抗率>
架橋性ゴム組成物を縦15cm、横15cm、深さ0.2cmの金型に入れ、10MPaに加圧しながら160℃で20分間プレス成形してシート状の一次架橋物を得た。次いで、得られたシート状の一次架橋物を、ギヤーオーブンにて、232℃、2時間の条件で加熱して二次架橋することにより、シート状のゴム架橋物からなるシール材を得た。得られたシール材を試験片として、温度23℃、湿度50%RHの条件下において、低抵抗率計(三菱化学アナリテック社製、製品名「ロレスタ-GP MCP-T600」、印加電圧90V、LSPプローブ)を用い、試験片面内の中央部の表面抵抗率を測定することで、ゴム架橋物の表面抵抗率を得た。ゴム架橋物の表面抵抗率の値が小さいほど、当該ゴム架橋物からなるシール材は導電性に優れ、異物の付着等の静電気による障害を良好に防止し得る。
<Surface resistivity>
The crosslinkable rubber composition was placed in a mold having a length of 15 cm, a width of 15 cm and a depth of 0.2 cm, and press-molded at 160° C. for 20 minutes under a pressure of 10 MPa to obtain a sheet-like primary cross-linked product. Next, the resulting sheet-like primary cross-linked product was heated in a gear oven at 232° C. for 2 hours for secondary cross-linking to obtain a sheet-like cross-linked rubber sealing material. Using the obtained sealing material as a test piece, a low resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., product name "Loresta-GP MCP-T600", applied voltage 90 V, under conditions of temperature 23 ° C. and humidity 50% RH, Using an LSP probe), the surface resistivity of the crosslinked rubber was obtained by measuring the surface resistivity of the central portion within the surface of the test piece. The smaller the surface resistivity of the crosslinked rubber, the more excellent the electrical conductivity of the sealing material made of the crosslinked rubber, and the better the prevention of troubles caused by static electricity such as adhesion of foreign matter.

<ゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積S>
実施例および比較例で得られたゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積Sを上述した式(1)により算出した。
なお、ゴム架橋物の質量と、当該ゴム架橋物の調製に用いた架橋性ゴム組成物の質量とは一致するものとし、ゴム架橋物全量A(g)中の各炭素材料C~Cの含有量R~R(g)は、当該ゴム架橋物の調製に用いた架橋性ゴム組成物全量A(g)中の各炭素材料C~Cの含有量R’~R’(g)とそれぞれ一致するものとする。
<Surface area S of carbon material contained in crosslinked rubber>
The surface area S of the carbon material contained in the rubber cross-linked products obtained in Examples and Comparative Examples was calculated by the above-described formula (1).
Note that the mass of the crosslinked rubber product and the mass of the crosslinkable rubber composition used in the preparation of the crosslinked rubber product are the same, and each carbon material C 1 to C n in the total amount A (g) of the crosslinked rubber product is the content R 1 ' to R n '(g), respectively.

<ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Ca>
下記の方法により、ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと、ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとをそれぞれ求めることにより、両者の比Cs/Caを算出した。
<<ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Cs>>
架橋性ゴム組成物を用い、上述した成形体の表面抵抗率の測定時と同様にして得られたシート状のゴム架橋物からなるシール材を、3mm角に切断し、ゴム架橋物表面が上面となるようカーボン両面テープに固定し、試験片とした。X線光電子分光分析(XPS、KRATOS社製、「AXIS ULTRA DLD」)装置を用いて得られた試験片を分析することにより、ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Cs(質量%)を算出した。XPSの分析方法および測定条件、並びにCsの算出方法は以下の通りである。
[分析方法]
ワイドスキャン分析およびナロースキャン分析
[測定条件]
X線源:AlKαモノクロメータ
X線条件:150W(加速電圧15kV,電流値10mA)
光電子取り込み角度:試料表面と検出器方向の角度θ90°
[測定条件]
上記の測定条件により、最初にワイドスキャン分析を行い、ゴム架橋物に存在する元素を確認し、その後、検出された全元素のナロースキャン分析を行った。次いで、解析アプリケーション(KRATOS社製、「Vision Processing」)を用いて、炭素1s軌道の炭素材料に由来するピークを284.5eVに補正した後、測定された各元素のピーク面積を積分し、元素別の感度係数で補正後、ゴム架橋物表面の元素比(炭素濃度dC(質量%))を算出した。次いで、282eV以上298eV以下に検出される炭素1s軌道の得られたスペクトルの波形分離を行うことで、全炭素中における炭素材料に由来する炭素濃度dCs(質量%)を算出した。次いで、各元素比から算出された炭素濃度dCと、全炭素中における炭素材料に由来するカーボン濃度dCsとの積を利用した下記の式により、ゴム架橋物表面に存在するカーボンフィラー濃度Cs(質量%)を算出した。
Cs=(dC×dCs)/100
<<ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Ca>>
ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caは、架橋性ゴム組成物中の炭素材料の含有割合(質量%)と一致する。そこで、下記の式によりCa(質量%)を算出した。
Ca=(架橋性ゴム組成物中の炭素材料の含有量/架橋性ゴム組成物中の全成分量)×100
<Ratio Cs/Ca between the concentration Cs of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber and the average concentration Ca of the carbon material in the crosslinked rubber>
By obtaining the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber and the average carbon material concentration Ca in the crosslinked rubber by the following method, the ratio Cs/Ca of the two was calculated.
<<Concentration Cs of Carbon Material on Surface of Crosslinked Rubber>>
Using the crosslinkable rubber composition, a sheet-shaped crosslinked rubber sealing material obtained in the same manner as in the measurement of the surface resistivity of the molded article was cut into 3 mm squares, and the surface of the crosslinked rubber was up. It was fixed to a carbon double-sided tape so as to be a test piece. The concentration Cs (% by mass) of the carbon material on the surface of the rubber crosslinked product was calculated by analyzing the obtained test piece using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, manufactured by KRATOS, "AXIS ULTRA DLD") device. . The analysis method and measurement conditions of XPS, and the calculation method of Cs are as follows.
[Analysis method]
Wide scan analysis and narrow scan analysis [measurement conditions]
X-ray source: AlKα monochromator X-ray conditions: 150 W (acceleration voltage 15 kV, current value 10 mA)
Photoelectron capture angle: angle θ90° between sample surface and detector direction
[Measurement condition]
Under the above measurement conditions, wide scan analysis was first performed to confirm the elements present in the crosslinked rubber, and then narrow scan analysis of all detected elements was performed. Next, using an analysis application ("Vision Processing" manufactured by KRATOS), after correcting the peak derived from the carbon material in the carbon 1s orbital to 284.5 eV, the measured peak area of each element was integrated, and the element After correction with another sensitivity coefficient, the element ratio (carbon concentration dC (mass %)) on the surface of the rubber crosslinked product was calculated. Next, the obtained spectrum of the carbon 1s orbital detected at 282 eV or more and 298 eV or less was subjected to waveform separation to calculate the carbon concentration dCs (% by mass) derived from the carbon material in the total carbon. Next, the carbon filler concentration Cs (mass %) was calculated.
Cs = (dC x dCs)/100
<<Average concentration Ca of carbon material in cross-linked rubber product>>
The average concentration Ca of the carbon material in the rubber crosslinked product matches the content ratio (% by mass) of the carbon material in the crosslinkable rubber composition. Therefore, Ca (% by mass) was calculated by the following formula.
Ca = (content of carbon material in crosslinkable rubber composition/amount of all components in crosslinkable rubber composition) x 100

(実施例1-1)
<単層カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ>
炭素材料Cとして、スーパーグロース法により製造されたカーボンナノチューブ(ゼオンナノテクノロジー社製「ZEONANO SG101」)を用いた。当該カーボンナノチューブ(適宜、「SGCNT」と称する)は、主として単層CNTからなり、ラマン分光光度計での測定において、100~300cm-1の低波数領域に、単層CNTに特徴的なラジアルブリージングモード(RBM)のスペクトルが観察された。また、BET比表面積計(日本ベル(株)製、BELSORP(登録商標)-max)を用いて測定したSGCNTのBET比表面積は1347m/g(未開口)であった。更に、透過型電子顕微鏡を用いて無作為に選択した100本のSGCNTの直径および長さを測定し、SGCNTの平均直径(Av)、直径の標準偏差(σ)および平均長さを求めたところ、平均直径(Av)は3.3nmであり、標準偏差(σ)に3を乗じた値(3σ)は1.9nmであり、それらの比(3σ/Av)は0.58であり、平均長さは500μmであった。更に、日本ベル(株)製の「BELSORP(登録商標)-mini」を用いてSGCNTのt-プロットを測定したところ、t-プロットは、上に凸な形状で屈曲していた。そして、S2/S1は0.09であり、屈曲点の位置tは0.6nmであった。
(Example 1-1)
<Carbon nanotubes including single-walled carbon nanotubes>
A carbon nanotube ("ZEONANO SG101" manufactured by Zeon Nanotechnology Co., Ltd.) manufactured by the super-growth method was used as the carbon material C1 . The carbon nanotubes (arbitrarily referred to as “SGCNTs”) are mainly composed of single-walled CNTs, and when measured with a Raman spectrophotometer, in the low wavenumber region of 100 to 300 cm −1 , radial breathing characteristic of single-walled CNTs A spectrum of modes (RBM) was observed. The BET specific surface area of SGCNT measured using a BET specific surface area meter (BELSORP (registered trademark)-max, manufactured by Bell Japan Co., Ltd.) was 1347 m 2 /g (unopened). Furthermore, the diameter and length of 100 randomly selected SGCNTs were measured using a transmission electron microscope, and the average diameter (Av) of SGCNTs, the standard deviation of the diameter (σ) and the average length were obtained. , the average diameter (Av) is 3.3 nm, the standard deviation (σ) multiplied by 3 (3σ) is 1.9 nm, their ratio (3σ/Av) is 0.58, and the average The length was 500 μm. Furthermore, when the t-plot of SGCNT was measured using “BELSORP (registered trademark)-mini” manufactured by Bell Japan Co., Ltd., the t-plot was curved in an upward convex shape. S2/S1 was 0.09, and the bending point position t was 0.6 nm.

<架橋性ゴム組成物の調製>
<<混合物の調製>>
有機溶媒としてのメチルエチルケトン900gに2元系フッ素ゴム(ケマーズ社製、Viton A500、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ素含有量:66質量%)100gを加え、24時間撹拌して2元系フッ素ゴムを溶解させた。
次に、得られた2元系フッ素ゴム溶液に対し、炭素材料CとしてのSGCNTを4g加え、撹拌機(PRIMIX製、ラボ・リューション(登録商標))を用いて15分間撹拌した。更に、湿式ジェットミル(吉田機械興業製、L-ES007)を用いて、SGCNTを加えた溶液を90MPaで分散処理した。その後、得られた分散処理液を4000gのイソプロピルアルコールへ滴下し、凝固させて黒色固体を得た。そして、得られた黒色固体を60℃で12時間減圧乾燥し、2元系フッ素ゴムとSGCNTとの混合物(マスターバッチ)を得た。
<Preparation of Crosslinkable Rubber Composition>
<<Preparation of mixture>>
100 g of binary fluororubber (Viton A500, manufactured by Chemours, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, fluorine content: 66% by mass) was added to 900 g of methyl ethyl ketone as an organic solvent, and stirred for 24 hours to form a binary The fluororubber was dissolved.
Next, 4 g of SGCNT as the carbon material C1 was added to the resulting binary fluororubber solution, and the mixture was stirred for 15 minutes using a stirrer (Labo Solution (registered trademark) manufactured by PRIMIX). Furthermore, using a wet jet mill (L-ES007 manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the solution containing SGCNT was subjected to dispersion treatment at 90 MPa. After that, the resulting dispersion treatment liquid was dropped into 4000 g of isopropyl alcohol and solidified to obtain a black solid. The resulting black solid was dried under reduced pressure at 60° C. for 12 hours to obtain a mixture (masterbatch) of binary fluororubber and SGCNT.

<<混練>>
その後、50℃のオープンロールを用いて、上述の2元系フッ素ゴム100gとSGCNT4gとの混合物(マスターバッチ)のうちの52gと、2元系フッ素ゴム(ケマーズ社製、Viton A500)50gと、受酸剤としての酸化マグネシウム(協和化学工業社製、商品名「キョーワマグ150」)3gおよび水酸化カルシウム(近江化学工業社製、商品名「カルディック2000」)6gと、ポリオール系架橋剤および架橋促進剤の混合剤(ケマーズ社製、商品名「VC-50」、ビスフェノールAF/ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライドの質量比約4/1の混合物)2.5gとを混練し、ロール間隔を2mmに調整した後、ゴム混練物をロールに巻き付け、左右切り返しを各3回実施後、シート出しを行うことで架橋性ゴム組成物を得た。
得られた架橋性ゴム組成物を架橋して得られるゴム架橋物からなるシール材を用いて、ゴム架橋物の金属表面に対する固着力、表面抵抗率、圧縮永久歪み率、およびゴム架橋物に含まれる炭素材料の表面積を測定または算出した。結果を表1に示す。
<<Kneading>>
Then, using an open roll at 50 ° C., 52 g of the mixture (masterbatch) of 100 g of the binary fluororubber and 4 g of SGCNT, 50 g of the binary fluororubber (manufactured by Chemours, Viton A500), 3 g of magnesium oxide (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Kyowa Mag 150") and 6 g of calcium hydroxide (manufactured by Omi Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Cardic 2000") as an acid acceptor, and a polyol-based cross-linking agent and cross-linking 2.5 g of an accelerator mixture (manufactured by Chemours, trade name "VC-50", a mixture of bisphenol AF/benzyltriphenylphosphonium chloride at a mass ratio of about 4/1) was kneaded, and the roll interval was adjusted to 2 mm. After that, the rubber kneaded product was wound around a roll, and after performing left and right turnover three times each, the sheet was taken out to obtain a crosslinkable rubber composition.
Using a sealing material comprising a rubber crosslinked product obtained by crosslinking the obtained crosslinkable rubber composition, the adhesive strength of the crosslinked rubber product to a metal surface, the surface resistivity, the compression set rate, and the content of the crosslinked rubber product were evaluated. The surface area of the carbon material was measured or calculated. Table 1 shows the results.

(実施例1-2)
混練の際に、上述の混合物(マスターバッチ)の添加量を52gから26gに変更し、2元系フッ素ゴム(ケマーズ社製、Viton A500)の添加量を50gから75gに変更した以外は実施例1-1と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例1-1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 1-2)
During kneading, the addition amount of the above-mentioned mixture (masterbatch) was changed from 52 g to 26 g, and the addition amount of the binary fluororubber (manufactured by Chemours, Viton A500) was changed from 50 g to 75 g. A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in 1-1. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1-1. Table 1 shows the results.

(実施例1-3)
混練の際に、炭素材料Cとしてのカーボンブラック(Cancarb製、サーマックスMT、BET比表面積:9.1m/g)20gを更に加えた以外は実施例1-2と同様にして、架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例1-1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 1-3)
Crosslinking was carried out in the same manner as in Example 1-2, except that 20 g of carbon black (Thermax MT, BET specific surface area: 9.1 m 2 /g, manufactured by Cancarb) was further added as carbon material C 2 during kneading. A flexible rubber composition was prepared. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1-1. Table 1 shows the results.

(実施例1-4)
混練の際に、上述の混合物(マスターバッチ)の添加量を52gから13gに変更し、2元系フッ素ゴム(ケマーズ社製、Viton A500)の添加量を50gから87.5gに変更し、炭素材料Cとしてのカーボンブラック(Cancarb製、サーマックスMT、BET比表面積:9.1m/g)20gを更に加えた以外は実施例1-1と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例1-1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 1-4)
During kneading, the amount of the mixture (masterbatch) added was changed from 52 g to 13 g, the amount of binary fluororubber (Viton A500 manufactured by Chemours) was changed from 50 g to 87.5 g, and carbon A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 20 g of carbon black (Thermax MT manufactured by Cancarb, BET specific surface area: 9.1 m 2 /g) was further added as material C 2 . . Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1-1. Table 1 shows the results.

(比較例1-1)
<架橋性ゴム組成物の調製>
<<混練>>
50℃のオープンロールを用いて、2元系フッ素ゴム(ケマーズ社製、Viton A500)100gと、炭素材料Cとしてのカーボンブラック(Cancarb製、サーマックスMT、BET比表面積:9.1m/g)20gと、受酸剤としての酸化マグネシウム(協和化学工業社製、商品名「キョーワマグ150」)3gおよび水酸化カルシウム(近江化学工業社製、商品名「カルディック2000」)6gと、ポリオール系架橋剤および架橋促進剤の混合剤(ケマーズ社製、商品名「VC-50」、ビスフェノールAFとベンジルトリフェニルホスホニウムクロライドとの質量比約4/1の混合物)2.5gとを混練し、ロール間隔を2mmに調整した後、ゴム混練物をロールに巻き付け、左右切り返しを各3回実施後、シート出しを行うことで架橋性ゴム組成物を得た。そして、実施例1-1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1-1)
<Preparation of Crosslinkable Rubber Composition>
<<Kneading>>
Using an open roll at 50 ° C., 100 g of binary fluororubber (Viton A500, manufactured by Chemours) and carbon black (Thermax MT , manufactured by Cancarb, BET specific surface area: 9.1 m 2 / g) 20 g, 3 g of magnesium oxide (manufactured by Kyowa Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name "Kyowa Mag 150") and 6 g of calcium hydroxide (manufactured by Ohmi Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name "Cardic 2000") as an acid acceptor, and a polyol 2.5 g of a mixture of a system cross-linking agent and a cross-linking accelerator (manufactured by Chemours, trade name "VC-50", a mixture of bisphenol AF and benzyltriphenylphosphonium chloride at a mass ratio of about 4/1), After adjusting the gap between rolls to 2 mm, the rubber kneaded product was wound around a roll, turned left and right three times each, and then sheeted out to obtain a crosslinkable rubber composition. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1-1. Table 1 shows the results.

(実施例2-1)
実施例1-1と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。得られた架橋性ゴム組成物を架橋して得られるゴム架橋物からなるシール材を用いて、ゴム架橋物の金属表面に対する固着力、表面抵抗率、およびゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csとゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caを測定または算出した。結果を表2に示す。
(Example 2-1)
A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-1. Using a sealing material composed of a crosslinked rubber obtained by crosslinking the obtained crosslinkable rubber composition, the adhesion force of the crosslinked rubber to the metal surface, the surface resistivity, and the concentration Cs of the carbon material on the surface of the crosslinked rubber were evaluated. and the average concentration Ca of the carbon material in the rubber crosslinked product, the ratio Cs/Ca was measured or calculated. Table 2 shows the results.

(実施例2-2)
実施例1-2と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例2-1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
(Example 2-2)
A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-2. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1. Table 2 shows the results.

(比較例2-1)
混練の際に、カーボンブラック(Cancarb製、サーマックスMT)の添加量を20gから15gに変更した以外は比較例1-1と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例2-1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2-1)
A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-1, except that the amount of carbon black (Thermax MT manufactured by Cancarb) added during kneading was changed from 20 g to 15 g. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1. Table 2 shows the results.

(比較例2-2)
混練の際に、カーボンブラック(Cancarb製、サーマックスMT)の添加量を20gから30gに変更した以外は比較例1-1と同様にして架橋性ゴム組成物を調製した。そして、実施例2-1と同様にして評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2-2)
A crosslinkable rubber composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that the amount of carbon black (Thermax MT manufactured by Cancarb) added during kneading was changed from 20 g to 30 g. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1. Table 2 shows the results.

Figure 0007309726000001
Figure 0007309726000001

Figure 0007309726000002
Figure 0007309726000002

表1、2より、2元系フッ素ゴムと、カーボンナノチューブを含有する炭素材料と、ポリオール架橋剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、且つ、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が所定値以下であるゴム架橋物が得られる実施例1-1~1-4、2-1~2-2では、金属表面に対して優れた非固着性を発揮し得るシール材を提供できることが分かる。
一方、カーボンナノチューブを含有しない炭素材料を使用した比較例1-1、2-1~2-2では、得られるゴム架橋物は、金属表面と接触した状態で所定の条件下で加熱された後の前記金属表面に対する固着力が所定値を超えるため、当該ゴム架橋物からなるシール材は金属表面に対する非固着性に劣ることが分かる。
From Tables 1 and 2, it is obtained by cross-linking a cross-linkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material containing carbon nanotubes, and a polyol cross-linking agent, and is in contact with a metal surface. In Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-2, in which a crosslinked rubber having a fixed strength to the metal surface after being heated under conditions of a predetermined value or less is obtained, It can be seen that a sealing material capable of exhibiting excellent non-sticking properties can be provided.
On the other hand, in Comparative Examples 1-1, 2-1 and 2-2 using carbon materials containing no carbon nanotubes, the resulting crosslinked rubber was heated under predetermined conditions while in contact with a metal surface. It is found that the sealing material made of the cross-linked rubber is inferior in non-adhesiveness to the metal surface, because the adhesive force of the rubber to the metal surface exceeds a predetermined value.

本発明によれば、金属表面に対する非固着性に優れたシール材を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing material excellent in non-adherence with respect to the metal surface can be provided.

Claims (12)

ゴム架橋物からなるシール材であって、
前記ゴム架橋物は、2元系フッ素ゴムと、炭素材料と、ポリオール架橋剤と、架橋促進剤とを含む架橋性ゴム組成物を架橋してなり、
前記炭素材料はカーボンナノチューブを含み、
前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンナノチューブの含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上4質量部以下であり、
前記ポリオール架橋剤がポリヒドロキシ芳香族化合物であり、
前記架橋性ゴム組成物中の前記ポリヒドロキシ芳香族化合物の含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であり、
前記架橋促進剤が、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、およびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、
前記架橋性ゴム組成物中の前記架橋促進剤の含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下であり、
金属表面と接触した状態で、250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の前記金属表面に対する固着力が2N以下である、シール材。
A sealing material made of a rubber crosslinked product,
The rubber cross-linked product is obtained by cross-linking a cross-linkable rubber composition containing a binary fluororubber, a carbon material, a polyol cross-linking agent , and a cross-linking accelerator ,
The carbon material includes carbon nanotubes,
The content of the carbon nanotubes in the crosslinkable rubber composition is 0.1 parts by mass or more and 4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber,
The polyol cross-linking agent is a polyhydroxy aromatic compound,
The content of the polyhydroxy aromatic compound in the crosslinkable rubber composition is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber,
The cross-linking accelerator contains at least one selected from the group consisting of ammonium salts, phosphonium salts, and amine compounds,
The content of the crosslinking accelerator in the crosslinkable rubber composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber,
A sealing material, wherein the adhesive strength of the cross-linked rubber to the metal surface is 2 N or less after being heated at 250° C. for 70 hours while in contact with the metal surface.
前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが0.5以上である、請求項1に記載のシール材。 2. The sealing material according to claim 1, wherein a ratio Cs/Ca of a carbon material concentration Cs on the surface of said crosslinked rubber product and an average carbon material concentration Ca in said rubber crosslinked product is 0.5 or more. 前記ゴム架橋物表面の炭素材料の濃度Csと前記ゴム架橋物中の炭素材料の平均濃度Caとの比Cs/Caが1超8以下である、請求項2に記載のシール材。 The sealing material according to claim 2, wherein the ratio Cs/Ca of the carbon material concentration Cs on the surface of the crosslinked rubber product to the average carbon material concentration Ca in the rubber crosslinked product is more than 1 and 8 or less. 金属表面と密着する環境下で使用される、請求項1~3のいずれかに記載のシール材。 4. The sealing material according to any one of claims 1 to 3, which is used in an environment in which it is in close contact with a metal surface. 前記2元系フッ素ゴムがビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体であり、
前記ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体中のフッ素含有量が65質量%以上70質量%以下である、請求項1~4のいずれかに記載のシール材。
The binary fluororubber is a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer,
The sealing material according to any one of claims 1 to 4, wherein the vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer has a fluorine content of 65% by mass or more and 70% by mass or less.
前記炭素材料がカーボンブラックを含み、
前記架橋性ゴム組成物中の前記カーボンブラックの含有量が、前記2元系フッ素ゴム100質量部に対して5質量部以上40質量部以下である、請求項1~5のいずれかに記載のシール材。
The carbon material contains carbon black,
The content of the carbon black in the crosslinkable rubber composition is 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binary fluororubber. sealing material.
前記ゴム架橋物に含まれる前記炭素材料の表面積Sが5(m/g)以上である、請求項1~6のいずれかに記載のシール材。 The sealing material according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbon material contained in the crosslinked rubber has a surface area S of 5 (m 2 /g) or more. 前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブを含む、請求項1~7のいずれかに記載のシール材。 The sealing material according to any one of claims 1 to 7, wherein said carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes. 前記架橋性ゴム組成物が受酸剤を更に含む、請求項1~のいずれかに記載のシール材。 The sealing material according to any one of claims 1 to 8 , wherein the crosslinkable rubber composition further contains an acid acceptor. 前記受酸剤が酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムを含む、請求項に記載のシール材。 10. The sealing material of claim 9 , wherein the acid acceptor comprises magnesium oxide and calcium hydroxide. 前記ゴム架橋物の表面抵抗率が1×10Ω/sq.以下である、請求項1~10のいずれかに記載のシール材。 The rubber crosslinked product has a surface resistivity of 1×10 8 Ω/sq. The sealing material according to any one of claims 1 to 10 , wherein: 250℃で70時間加熱された後の前記ゴム架橋物の圧縮永久歪み率が80%以下である、請求項1~11のいずれかに記載のシール材。 The sealing material according to any one of claims 1 to 11 , wherein the compression set of said crosslinked rubber after being heated at 250°C for 70 hours is 80% or less.
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